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深圳有多少网站建设公司,网站建设圣诞素材,深圳企业信用网,wordpress画廊插件一、类的定义类的定义格式class为定义类的关键字#xff0c;Stack为类的名字#xff0c;{}中为类的主体#xff0c;注意类定义结束时后面分号不能省略。类体中内容称为类的成员#xff1a;类中的变量称为类的属性或成员变量; 类中的函数称为类的方法或者成员函数。为了区分…一、类的定义类的定义格式class为定义类的关键字Stack为类的名字{}中为类的主体注意类定义结束时后面分号不能省略。类体中内容称为类的成员类中的变量称为类的属性或成员变量; 类中的函数称为类的方法或者成员函数。为了区分成员变量⼀般习惯上成员变量会加⼀个特殊标识如成员变量前面或者后面加_ 或者m开头注意C中这个并不是强制的只是⼀些惯例具体看公司的要求。C中struct也可以定义类C兼容C中struct的用法同时struct升级成了类明显的变化是struct中可以定义函数但⼀般情况下我们还是推荐用class定义类。定义在类里面的成员函数默认为inline写上或者不写都是默认inline--上述要点会在接下来的例子中给大家详细介绍访问限定符C⼀种实现封装的方式用类将对象的属性与方法结合在一块让对象更加完善通过访问权限选择性的将其接口提供给外部的用户使用。public修饰的成员在类外可以直接被访问protected和private修饰的成员在类外不能直接被访问protected和private是⼀样的后续学到继承才能体现出他们的区别。访问权限作用域从该访问限定符出现的位置开始直到下一个访问限定符出现时为止如果后面没有访问限定符作用域就到 }即类结束。class定义成员没有被访问限定符修饰时默认为privatestruct默认为public。一般成员变量都会被限制为private/protected需要给别人使用的成员函数会放为public。举例说明注释class类注释代码语言javascriptAI代码解释// C中数据和方法封装放到了一起都在类里面 // 封装的本质体现了更严格的规范管理 //我们直接大概定义一个看一看 #includeiostream using namespace std; class Stack { //访问限定符class中没给的话里面默认是私有 public://公有一般是把成员函数公有在类外也可以直接访问 //成员函数 void Init(int capacity 4)//可以不用像之前一样前面加个类似ST的区分 { _arr nullptr;//这里实际上是要malloc的 _top 0; _capacity 0; } void Push(int x) { } //public这个访问限定符到这里结束 private://私有一般是把成员变量私有在类外不能直接访问更规范。 //成员变量 int* _arr; int _top; int _capacity; };//分号不能掉 //private后面没有访问限定符了到}这里结束 //以前C语言中只能向上找类中向上向下都可以。 //所以我们前面先实现公有的成员函数再定义的私有里面的成员变量也是可以的 int main() { Stack s1; s1.Init(); //像之前C语言中这样不规范的写发我们通过C的访问限定符规范了 //s1.top;//私有成员类外无法直接访问 return 0; }struct类注释代码语言javascriptAI代码解释#includeiostream using namespace std; //兼容C中struct的用法升级成了类就算不typedef也可以不用带前面的struct了 typedef struct A { void func() {} int a1; int a2; }AA; // 升级成了类 struct B //class B { void Init() {} private: int b1; int b2; }; int main() { //struct A aa1;//不需要这样写了 AA aa2; B bb1; bb1.Init(); }一般情况下我们更喜欢用class,但是像链表定义节点这种还是比较喜欢用struct的(默认公有)代码语言javascriptAI代码解释//一般情况下我们更喜欢用class,但是像链表定义节点这种还是比较喜欢用struct的(默认公有) struct ListNode { //访问限定符struct中没给的话里面默认是公有 public://所以这里其实给不给这个公有都行 int data; //struct ListNode* next;//不需要这样写了 ListNode* next; };类域类定义了⼀个新的作用域类的所有成员都在类的作用域中在类体外定义成员时需要使用 :: 作用域操作符指明成员属于哪个类域。类域影响的是编译的查找规则下面程序中Init如果不指定类域Stack那么编译器就把Init当成全局函数那么编译时找不到array等成员的声明/定义在哪里就会报错。指定类域Stack就是知道Init是成员函数当前域找不到的array等成员就会到类域中去查找。举例说明注释Stack.h:代码语言javascriptAI代码解释#pragma once #includeiostream class Stack { public: void Init(int capacity 4); void Push(int x); private: int* _a; int _top; int _capacity; };Stack.cpp:代码语言javascriptAI代码解释#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #includeStack.h //一定要带Stack::去找 void Stack::Init(int capacity) { _a nullptr; // malloc _top 0; _capacity capacity; } void Stack::Push(int x) { //... }test.cpp代码语言javascriptAI代码解释#includeStack.h int main() { Stack st; st.Init(); return 0; }二、实例化实例化概念用类类型在物理内存中创建对象的过程称为类实例化出对象类是对象进行一种抽象描述是一个模型一样的东西限定了类有哪些成员变量这些成员变量只是声明没有分配空间用类实例化出对象时才会分配空间⼀个类可以实例化出多个对象实例化出的对象占用 实际的物理空间存储类成员变量。打个比方类实例化出对象就像现实中使用建筑设计图建造出房子类就像是设计图设计图规划了有多少个房间房间大小功能等但是并没有实体的建筑存在也不能住人用设计建出房子房子才能住人。同样类就像设计图⼀样不能存储数据实例化出的对象分配物理内存存储数据举例说明看注释代码语言javascriptAI代码解释#includeiostream using namespace std; class Stack { public: //成员函数 void Init(int capacity 4) { _arr nullptr; _top 0; _capacity 0; } void Push(int x) { } private: //成员变量这里是声明不开空间 int* _arr; int _top; int _capacity; }; int main() { //类实例化出对象s1s2,这时才分配了空间 Stack s1; Stack s2; //成员函数不存在对象里面而是在代码段里通过调地址访问这个在下面还会详细解释 s1.Init();//call 地址 s1.Init(100); //但是成员变量是存在对象里面的 //就像s1._top和s2._top肯定不是同一个但是s1.Init和s2.Init调的是同一个 //可以传对象也可以传类型遵守内存对齐规则 cout sizeof(s1) \n; cout sizeof(Stack) \n; return 0; }对象大小分析类对象中的成员分析类实例化出的每个对象都有独立的数据空间所以对象中肯定包含成员变量那么成员函数是否包含呢首先函数被编译后是⼀段指令对象中没办法存储这些指令存储在⼀个单独的区域(代码段)那么对象中非要存储的话只能是成员函数的指针。再分析⼀下对象中是否有存储指针的必要呢Date实例化d1和d2两个对象d1和d2都有各自独立的成员变量_year/_month/_day存储各自的数据但是d1和d2的成员函数Init/Print指针却是⼀样的存储在对象中就浪费了。如果用Date实例化100个对象那么成员函数指针就重复存储100次太浪费了。这里需要再额外哆嗦⼀下其实函数指针是不需要存储的函数指针是⼀个地址调用函数被编译成汇编指令[call 地址] 其实编译器在编译链接时就要找到函数的地址不是在运行时找只有动态多态是在运行时找就需要存储函数地址这个我们以后会讲解对齐规则举例说明(看注释)代码语言javascriptAI代码解释#includeiostream using namespace std; // 计算⼀下A/B/C实例化的对象是多大 class A { public: void Print() { cout _ch endl; } private: char _ch; int _i; }; class B { public: void Print() { //... } }; class C { }; int main() { A a; B b; C c; cout sizeof(a) endl; //a的这个不用多说根据内存对齐规则就可以算出来 //因为函数不存在对象里所以b,c都是空类 //空类的大小为1,开1byte是为例占位不存在实际数据只是为了表示对象存在过 cout sizeof(b) endl; cout sizeof(c) endl; //大家可以想一下不开空间怎么表示对象存在过呢不开地址怎么给呢 //所以肯定是会给的 return 0; }三.this指针关键点Date类中有 Init 与 Print 两个成员函数函数体中没有关于不同对象的区分那当d1调用Init和Print函数时该函数是如何知道应该访问的是d1对象还是d2对象呢那么这里就要看到C给了一个隐含的this指针解决这里的问题编译器编译后类的成员函数默认都会在形参第⼀个位置增加⼀个当前类类型的指针叫做this指针。比如Date类的Init的真实原型为void Init(Date* const this, int year, int month, int day)类的成员函数中访问成员变量本质都是通过this指针访问的如Init函数中给_year赋值就是用的this-_year year;C规定不能在实参和形参的位置显示的写this指针(编译时编译器会处理)但是可以在函数体内显示使用this指针举例说明看注释代码语言javascriptAI代码解释#includeiostream using namespace std; class Date { public: //成员函数 //所以这里应该是这样的 //void Init(Data* const this,int year,int month,int day)--也不能这样写出来 void Init(int year,int month,int day) { //但是这里的this是可以写的 this-_year year; _month month; _day day; } void Print() { cout _year / _month / _day \n; } private: //成员变量,这里只是声明没有开空间 int _year; int _month; int _day; }; int main() { Date d1; Date d2; //函数体中没有关于不同对象的区分那当d1调用Init和Print函数时 //该函数是如何知道应该访问的是d1对象还是d2对象呢 //其实这里就涉及到了this指针,它在函数实参和形参的位置是不可以显式出现的 //但是在函数体内可以出现 //d1.Init(d1,2025,7,31);--但是这里不能这样写出来 d1.Init(2025, 7, 31); //d2.Init(d2,2025,9,1);--也不能写出来 d2.Init(2025, 7, 9); //和Init同理 d1.Print(); d2.Print(); return 0; }课堂检测题目1下面程序编译运行结果是C修改后的结果是CA、编译报错 B、运行崩溃 C、正常运行代码语言javascriptAI代码解释//题目1--C.正常运行 #includeiostream using namespace std; class A { public: void Print() { cout this endl; cout A::Print() endl; } private: int _a; }; int main() { A* p nullptr; p-Print();//call 地址 //因为这里的函数地址并不存在对象之中(而是直接通过地址调用的),this传过去也没影响 //所以这里不存在空指针的解引用 //如果改成这样呢 (*p).Print(); //也是一样的可以正常运行这里转成反汇编看比较好实际上是直接调用函数的 //注意:不要只看语法的表象。 return 0; }我们在代码的注释中对题目进行了解释和分析这题大部分人看到空指针可能都会直接选择B也就是认为这里是空指针的解引用但大家结合我们上面学习的知识就会发现这里调用函数(成员函数是不存于对象之中的)函数体内也没有成员变量所以没有问题。都可以正常运行退出码为0题目2下面程序编译运行结果是BA、编译报错 B、运行崩溃 C、正常运行代码语言javascriptAI代码解释//题目2--B.运行崩溃 #includeiostream using namespace std; class A { public: void Print() { cout this endl; cout A::Print() endl; cout _a endl;//调用函数执行到这里时就有问题了 //_a是成员变量是存在对象里的所以会出现问题。 } private: int _a; }; int main() { A* p nullptr; p-Print(); return 0; }这题会出现运行崩溃的问题是因为在函数体内存中成员变量这个就会受到空指针的影响了运行错误退出码不为0题目3this指针存在内存哪个区域的 (A)A. 栈 B.堆 C.静态区 D.常量区 E.对象里面this是存在栈里面的就像形参一样类似于局部变量。但是this也是很有可能存在寄存器里的 所以这里这题其实是不太严谨的四. C语言和C实现Stack的对比面向对象三大特性封装、继承、多态下面的对比我们可以初步了解⼀下封装。通过下面两份代码对比我们发现C实现Stack形态上还是发生了挺多的变化但是在底层和逻辑上没啥变化。C中数据和函数都放到了类里面通过访问限定符进行了限制不能再随意通过对象直接修改数据这是C封装的⼀种体现这个是最重要的变化。这里的封装的本质是⼀种更严格规范的管理避免出现乱访问修改的问题。当然封装不仅仅是这样的我们后面还需要不断的去学习。C中有⼀些相对方便的语法比如Init给的缺省参数会方便很多成员函数每次不需要传对象地址因为this指针隐含的传递了方便了很多。使用类型不再需要typedef用类名就很方便在我们这个C阶段实现的Stack看起来变了很多但是实质上变化不大。等着我们后面看STL中的用适配器实现的Stack才能真正感受C的魅力。C实现Stack的代码代码语言javascriptAI代码解释//C实现Stack #includestdio.h #includestdlib.h #includestdbool.h #includeassert.h typedef int STDataType; typedef struct Stack { STDataType* a; int top; int capacity; }ST; void STInit(ST* ps) { assert(ps); ps-a NULL; ps-top 0; ps-capacity 0; } void STDestroy(ST* ps) { assert(ps); free(ps-a); ps-a NULL; ps-top ps-capacity 0; } void STPush(ST* ps, STDataType x) { assert(ps); // 满了 扩容 if (ps-top ps-capacity) { int newcapacity ps-capacity 0 ? 4 : ps-capacity * 2; STDataType* tmp (STDataType*)realloc(ps-a, newcapacity * sizeof(STDataType)); if (tmp NULL) { perror(realloc fail); return; } ps-a tmp; ps-capacity newcapacity; } ps-a[ps-top] x; ps-top; } bool STEmpty(ST* ps) { assert(ps); return ps-top 0; } void STPop(ST* ps) { assert(ps); assert(!STEmpty(ps)); ps-top--; } STDataType STTop(ST* ps) { assert(ps); assert(!STEmpty(ps)); return ps-a[ps-top - 1]; } int STSize(ST* ps) { assert(ps); return ps-top; } int main() { ST s; STInit(s); STPush(s, 1); STPush(s, 2); STPush(s, 3); STPush(s, 4); while (!STEmpty(s)) { printf(%d\n, STTop(s)); STPop(s); } STDestroy(s); return 0; }C实现Stack的代码代码语言javascriptAI代码解释//C实现Stack #includeiostream using namespace std; typedef int STDataType; class Stack { public: // 成员函数 void Init(int n 4) { _a (STDataType*)malloc(sizeof(STDataType) * n); if (nullptr _a) { perror(malloc申请空间失败); return; } _capacity n; _top 0; } void Push(STDataType x) { if (_top _capacity) { int newcapacity _capacity * 2; STDataType* tmp (STDataType*)realloc(_a, newcapacity * sizeof(STDataType)); if (tmp NULL) { perror(realloc fail); return; } _a tmp; _capacity newcapacity; } _a[_top] x; } void Pop() { assert(_top 0); --_top; } bool Empty() { return _top 0; } int Top() { assert(_top 0); return _a[_top - 1]; } void Destroy() { free(_a); _a nullptr; _top _capacity 0; } private: // 成员变量 STDataType* _a; size_t _capacity; size_t _top; }; int main() { Stack s; s.Init(); s.Push(1); s.Push(2); s.Push(3); s.Push(4); while (!s.Empty()) { printf(%d\n, s.Top()); s.Pop(); } s.Destroy(); return 0; }